桑天牛保幼激素生物合成机制及其对生殖的调控

论文摘要

本文以桑天牛为对象,研究了雌、雄成虫内分泌器官咽侧体-心侧体复合体（Corpora allata and corpora cardiaca,CA）及生殖器官在JH生物合成中的功能与角色分化,保幼激素（JH）和MAG内容物对雌虫生殖行为的影响。主要结果如下:1.描述了桑天牛生殖系统解剖构造,测定了桑天牛血淋巴、生殖系统内容物成分及pH,研究了交配活动对血淋巴、生殖器官内蛋白质和可溶性总糖含量的影响。2.MAG、精巢、卵巢可以利用甲硫氨酸（Met）合成JH,而雌、雄成虫的CA均无合成能力。放射化学法离体培养发现雄性附腺（MAG）和精巢合成JH的最高峰分别出现在培养6h、8h。3.高效液相色谱（High performance liquid chromatography,HPLC）检测发现桑天牛成虫JH生物合成遵循法尼酸（FA）→甲基法尼酯（MF）→JH途径。雌、雄成虫的CA可利用法尼醇（Farnesol）合成FA但不能合成MF、JHⅢ。精巢、MAG、卵巢具有利用MF合成JHⅢ的能力。CA合成的FA被释放进入血淋巴后,被来自血淋巴的甲基转移酶合成MF,MF在各生殖器官内形成JHⅢ。4.28℃下暗光孵育30h的胚胎开始利用3H-Met合成JH,胚胎合成JH亦遵循FA→MF→JH途径。胚胎时期MF与FA为主要的JH形式。对初孵幼虫与卵壳的分别检测中发现:卵壳上没有JHⅢ,但仍有未被胚胎利用完的FA和MF存在,初孵幼虫体内的FA、MF、JH来源不同。5.将掺有3H-Met的Medium 199培养液注入雄虫体内,饲养24h后与无放射性的雌虫进行交配,发现:交配前、后,雄虫的血淋巴、CA、生殖系统、MAG内均有放射性;交配后MAG内的放射性含量明显降低。配对雌虫血淋巴、CA、卵巢均可以检测到放射性。HPLC检测发现,交配后雄虫血淋巴内的JHⅢ含量无变化,MAG内的JHⅢ含量降低了41.63%,配对雌虫血淋巴和卵巢内的JHⅢ含量均明显增加。6.以18℃、4℃下pH 7.0的磷酸缓冲液为工作环境。卵巢离体检测发现,标样JH和MAG内容物均能促进卵巢对卵黄原蛋白（Vitellogenin,Vg）的摄取。将标样JH和MAG内容物注射入桑天牛雌虫体内,发现JH和MAG内容物对雌虫的产卵量、寿命、取食量都具有促进作用,桑天牛的生殖调控为JH主导型。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 第一节 桑天牛研究进展
• 1 桑天牛生物学及防治技术研究进展
• 1.1 桑天牛生物学研究
• 1.1.1 桑天牛的形态特征
• 1.1.2 桑天牛的发生规律
• 1.2 桑天牛防治的研究进展
• 1.2.1 物理防治法
• 1.2.2 化学防治法
• 1.2.3 生物防治研究
• 2 桑天牛内部器官研究
• 3 桑天牛生理及分子生物学研究
• 3.1 桑天牛生理研究
• 3.2 桑天牛分子生物学研究
• 第二节 JH 的生理效应及分析方法研究进展
• 1 JH 的生理效应
• 1.1 JH对幼虫生长发育的调节
• 1.2 JH对昆虫滞育的调节
• 1.3 JH对胚胎发育的调节
• 1.4 JH对成虫生殖的调节
• 2 JH分析方法研究进展
• 2.1 放射化学测定法
• 2.2 HPLC 测定法
• 2.3 气相色谱-质谱联用技术
• 2.4 液相色谱-质谱联用技术
• 2.5 放射免疫测定
• 2.6 JH 结合蛋白测定
• 2.7 分子生物学方法
• 3 结语
• 第三节 JH 生物合成途径及合成部位研究进展
• 1 JH 合成反应基本步骤
• 1.1 主链的合成
• 1.2 侧链和甲基的来源
• 2 JH 生物合成的场所
• 2.1 合成器官
• 2.2 合成的亚细胞定位
• 3 JH 生物合成酶类
• 3.1 JH 生物合成细胞色素 P450 酶
• 3.1.1 细胞色素P450酶的分类
• 3.1.2 JH生物合成细胞色素P450酶
• 3.1.3 细胞色素P450酶的作用机理
• 3.2 JH 生物合成甲基转移酶
• 3.2.1 甲基转移酶的分类
• 3.2.2 JH 生物合成甲基转移酶
• 3.2.3 甲基转移酶的作用机制
• 4 JH生物合成的调节
• 5 结语
• 参考文献
• 第二章 桑天牛生殖系统构造及内容物成分分析
• 1 材料
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂及仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 2 方法
• 2.1 桑天牛内生殖器的解剖
• 2.2 桑天牛血淋巴及生殖系统可溶性总糖、蛋白质及 JHⅢ含量的测定
• 2.2.1 可溶性总糖含量的测定
• 2.2.2 福林-酚法测定蛋白质含量
• 2.2.3 桑天牛血淋巴及生殖系统 JHⅢ含量检测
• 2.3 桑天牛血淋巴及生殖系统pH 的研究
• 3 结果与分析
• 3.1 桑天牛的生殖系统
• 3.2 桑天牛血淋巴及生殖系统可溶性总糖和蛋白质含量
• 3.3 桑天牛血淋巴及生殖系统内 JHⅢ含量
• 3.4 桑天牛血淋巴及生殖系统的pH
• 4 讨论
• 4.1 桑天牛雌性生殖器及其附属结构的发生
• 4.2 桑天牛雄虫生殖器官的起源
• 4.3 桑天牛血淋巴与生殖系统的pH
• 参考文献
• 第三章 桑天牛 CA、生殖器官合成 JH 的能力研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂与仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 1.3 桑天牛各器官离体培养的放射性化学法检测
• 1.4 桑天牛各器官离体培养的 HPLC 检测
• 1.5 JH 回收率的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 放射性化学法结果
• 2.2 高效液相色谱法结果
• 3 讨论
• 3.1 非放射性培养法
• 3.2 桑天牛大、小 MAG 的功能分化
• 参考文献
• 第四章 桑天牛成虫JH 生物合成机制
• 1 材料
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂及仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 2 方法
• 2.1 JHⅢ酸的制备
• 2.2 桑天牛血淋巴及各生殖系统内 JHⅢ及其同系物的鉴定
• 2.3 桑天牛血淋巴及各器官添加 FA 离体培养实验
• 2.4 桑天牛各器官添加法尼醇（farnesol）离体培养实验
• 2.5 桑天牛各器官添加 FA、MF 离体培养实验
• 2.6 桑天牛雌雄成虫血淋巴添加 FA、MF 培养实验
• 3 结果与分析
• 3.1 JHⅢ酸的鉴定
• 3.2 桑天牛血淋巴及各器官内 JHⅢ及其同系物的鉴定
• 3.3 桑天牛血淋巴及各器官添加 FA 离体培养实验
• 3.4 不同体系添加法尼醇离体培养实验
• 3.5 桑天牛各器官添加 FA、MF 的离体培养实验
• 3.6 桑天牛雌雄成虫血淋巴添加 FA、MF 的培养
• 4 讨论
• 4.1 桑天牛 JH 的种类
• 4.2 桑天牛 JH 生物合成的特点
• 4.3 甲基转移酶的来源及特性
• 参考文献
• 第五章 桑天牛胚胎JH 生物合成的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验昆虫
• 1.2 试剂及仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 雌虫的再交配实验
• 1.3.2 放射性化学法
• 1.3.3 高效液相色谱法
• 2 结果与分析
• 2.1 桑天牛胚胎的发育
• 2.2 放射性化学法结果
• 2.3 高效液相色谱法结果
• 3 讨论
• 3.1 胚胎的发育时期与JH 生物合成能力的关系
• 3.2 桑天牛胚胎时期JH的特点
• 参考文献
• 第六章 交配后桑天牛可溶性总糖和蛋白质含量的变化
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂及仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 1.3 成虫交配行为观察
• 1.4 桑天牛内生殖器的解剖
• 1.5 可溶性总糖与蛋白质含量的测定
• 1.5.1 样品的采集与制备
• 1.5.2 蒽酮法测定可溶性总糖含量
• 1.5.3 考马斯亮蓝考马斯亮蓝G-250 法测定蛋白质含量
• 1.5.4 福林-酚法测定蛋白质含量
• 2 结果与分析
• 2.1 考马斯亮蓝考马斯亮蓝 G-250 法和福林-酚法对检测 MAG 及血淋巴内蛋白质含
• 2.2 大、小 MAG 内可溶性总糖含量
• 2.3 桑天牛成虫交配行为
• 2.4 雄虫交配前后可溶性总糖和蛋白质含量的变化
• 2.5 雌虫交配前后可溶性总糖和蛋白质的含量变化
• 3 讨论
• 3.1 福林-酚法与考马斯亮蓝考马斯亮蓝G-250法对蛋白质含量检测的影响
• 3.2 交配活动对桑天牛成虫可溶性总糖和蛋白质含量的影响
• 3.3 桑天牛交配因子作用机制
• 参考文献
• 第七章 桑天牛雄源JH 随交配活动传递的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂与仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 1.3 桑天牛活体注射培养实验
• 1.4 交配后血淋巴与各生殖器官 JH 含量的 HPLC 检测
• 2 结果与分析
• 2.1 交配后不同时龄雄虫血淋巴和各器官放射性含量
• 2.2 交配后不同时龄雌虫血淋巴和各器官放射性含量
• 2.3 不同阶段雄虫血淋巴和 MAG 内 JH 含量变化
• 3 讨论
• 3.1 交配传递的雄源JH 的来源
• 3.2 CA、血淋巴内的放射性来源分析
• 参考文献
• 第八章 JH 与 MAG 内容物对 Vg 摄取的影响
• 1 材料
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂
• 1.3 仪器
• 2 方法
• 2.1 考马斯亮蓝G-250 法测定蛋白质的含量
• 2.2 工作体系的筛选
• 2.3 工作温度的筛选
• 2.4 卵巢对 Vg 的摄取
• 3 结果与分析
• 3.1 工作体系的筛选
• 3.2 工作温度的筛选
• 3.2.1 28℃与18℃培养温度的筛选
• 3.2.2 18℃与4℃培养温度的筛选
• 3.3 18℃与4℃培养温度下 JH 对 Vg 摄取的影响
• 3.4 MAG 内容物对卵巢摄取 Vg 的影响
• 4 讨论
• 4.1 工作体系的选择
• 4.2 MAG 分泌物对雌虫的 Vg 摄取的影响
• 参考文献
• 第九章 JH 与 MAG 内容物对雌虫生殖行为的影响
• 1 材料
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 试剂及仪器
• 1.2.1 试剂
• 1.2.2 仪器
• 2 方法
• 2.1 雌虫产卵规律观察
• 2.2 JH 与 MAG 内容物对桑天牛雌虫生殖行为
• 2.2.1 注射处理体系的筛选
• 2.2.2 注射处理雌虫的实验设计
• 2.2.3 注射处理方法
• 2.2.4 注射处理对雌虫交配情况的影响
• 2.2.5 注射处理对雌虫寿命、卵重、孵化周期及孵化率的观察
• 2.2.6 注射处理对雌虫取食量及产卵量的影响
• 3 结果与分析
• 3.1 雌虫产卵规律
• 3.2 注射处理对雌虫交配情况的影响
• 3.3 注射处理对雌虫取食量和产卵量的影响
• 3.4 注射处理对卵重的影响
• 3.5 注射处理对卵的孵化周期及孵化率的影响
• 3.6 雄源 JH 对雌虫卵巢形态的影响
• 3.7 注射处理对雌虫寿命的影响
• 4 讨论
• 4.1 桑天牛生殖调控的类型
• 4.2 JH 生理对桑天牛雌虫 Vg 发生的影响
• 参考文献
• 图版
• 第十章 结论
• 1 首次报道了桑天牛的生殖系统构造、各组织、器官的内容物成分及 pH
• 2 发现桑天牛 JH 生物合成末端反应的新器官
• 3 查明并证实了桑天牛 JH 生物合成的末端反应步骤
• 4 建立了适合于 JH 生物合成研究的方法
• 5 证实了桑天牛生殖的调控类型
• 6 初步研究了桑天牛交配效应作用机制
• 详细摘要